王 維 涂獻(xiàn)忠 李繼勇
(方大特鋼科技股份有限公司 江西 南昌 330012)
摘要:對(duì)方大特鋼3#噴煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行了說明,該系統(tǒng)采用北京電力設(shè)備總廠的ZGM123G-I輥盤式中速磨煤機(jī),使用濃相噴吹技術(shù),實(shí)現(xiàn)了可磨制低可磨性煤種的目標(biāo)。投產(chǎn)后,運(yùn)行良好,并具備保障相應(yīng)高爐180kg/t煤比的能力。
關(guān)鍵詞:煤比;磨機(jī);可磨性;高爐
0 前言
方大特鋼現(xiàn)煉鐵廠共有三座高爐(1050m3×2座,510 m3×1座),合計(jì)爐容2610 m3,具備日產(chǎn)鐵水10000噸的生產(chǎn)能力。近年來,隨著降低鐵水成本的需求,追求相對(duì)高的煤比和降低原燃料成本成為一種必然,故配加可磨性系數(shù)(50-65)較低的原煤成為一種趨勢(shì),而原有噴煤兩套系統(tǒng)(上海重型機(jī)械廠生產(chǎn)的HPS943型中速磨)實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)煤種的可磨性依賴度較高(可磨性≥65),在磨制低可磨性煤種時(shí),磨機(jī)產(chǎn)量較低,臺(tái)時(shí)產(chǎn)量在20噸以下,無法滿足高爐生產(chǎn)需求。為使用具有性價(jià)比的低可磨性煤種并保障高爐煤比提升,特鋼公司決定新建1條工藝先進(jìn)、技術(shù)可靠的噴煤生產(chǎn)線,即3#噴煤。
1 3#噴煤生產(chǎn)線情況
3#噴煤設(shè)施由上煤系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、噴吹系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)等組成,具備無煙煤、煙煤、混合煤種的制粉噴吹條件,設(shè)計(jì)的制粉能力為≥60.0t/h,煤粉最大噴吹量180kg/t(主供應(yīng)2#高爐、3#高爐)。
1.1 上煤系統(tǒng)
上煤系統(tǒng)由一條主上煤皮帶機(jī)和一條配倉皮帶機(jī)組成。原有煤場(chǎng)(19道、20道)皮帶利舊,流程為:原有上煤系統(tǒng)→主上煤帶式輸送機(jī)(1臺(tái))→配倉帶式輸送機(jī)(1臺(tái))→原煤倉(2個(gè))。
1.2 煙氣系統(tǒng)
煙氣配備系統(tǒng)采用煙氣發(fā)生爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔饣旌蠠犸L(fēng)爐廢煙氣的工藝,為磨煤機(jī)提供煤粉干燥的介質(zhì)。
煙氣發(fā)生爐采用高爐煤氣作為燃料,燃燒能力10000 m3/h,燃料消耗量為6000~8000 m3/h,高爐煤氣壓力要求:≥6~7Kpa。煙氣發(fā)生爐配帶熄火保護(hù)系統(tǒng),采用焦?fàn)t煤氣點(diǎn)火,焦?fàn)t煤氣消耗量:100~150 m3/h,焦?fàn)t煤氣壓力要求:≥5Kpa。
熱風(fēng)爐廢煙氣由煙氣引風(fēng)機(jī)抽引至本系統(tǒng)(廢煙氣引風(fēng)機(jī)流量:180000m3/h,全壓:3500Pa)。而后與煙氣爐燒爐高溫?zé)煔饣旌虾笮纬裳鹾康偷亩栊愿稍飫┠C(jī)制粉使用。
1.3 制粉系統(tǒng)
生產(chǎn)時(shí),合格粒度的原煤由火車或汽車運(yùn)入煤場(chǎng)。供煤時(shí)將煤運(yùn)入受煤槽內(nèi),由配料皮帶秤、上煤帶式輸送機(jī)送入制粉間的原煤倉內(nèi)。原煤倉內(nèi)的原煤經(jīng)電子秤給煤機(jī)定量進(jìn)入中速磨煤機(jī)。在磨機(jī)中同時(shí)進(jìn)行煤的干燥和磨細(xì),合格的煤粉由煤粉風(fēng)機(jī),吸入布袋收粉器,經(jīng)布袋收粉器分離,落入煤粉倉中。
本制粉系統(tǒng)采用一套北京電力設(shè)備總廠生產(chǎn)的ZGM123G-Ⅰ輥盤式中速磨煤機(jī),在一定的原煤條件下(見表1),磨煤機(jī)實(shí)際出力可達(dá)60t/h以上。系統(tǒng)設(shè)2只原煤倉,總?cè)莘e為300 m3,儲(chǔ)煤量≥250t(設(shè)兩個(gè)原煤倉,主要考慮日常處理維護(hù)方便,且不易影響生產(chǎn))。
表1 原煤條件及煤粉質(zhì)量
項(xiàng) 目 |
情 況 |
原煤條件 |
Vdaf≤30%,Mad≤12%,Aar≤10%,HGI≥50,S,ar≤1.0%,粒度≤25mm) |
煤粉質(zhì)量 |
煤粉質(zhì)量為粒度-200目≥80%,M,ar≤1% |
1.4 噴吹系統(tǒng)
噴吹系統(tǒng)是由壓縮空氣或氮?dú)庾鳛檩d體,把煤粉噴入高爐風(fēng)口的全過程。本設(shè)計(jì)采用濃相噴吹技術(shù),共設(shè)兩個(gè)噴吹系列,分別噴吹2#高爐和3#高爐,每個(gè)噴吹系列為并聯(lián)罐。
設(shè)計(jì)上采用1個(gè)煤粉倉和5個(gè)噴吹罐,每個(gè)噴吹罐容積為:45m3,設(shè)計(jì)壓力1.6MPa,使用壓力1.0MPa,其中3#罐備每小時(shí)向1#噴煤輸送煤粉30噸的能力。
煤粉倉采用鋼結(jié)構(gòu),上部為方形,下部為錐形,總?cè)莘e為700 m3,儲(chǔ)煤量400t。并帶有吸潮管路和過濾面積200m2的倉頂布袋,煤粉倉設(shè)氮?dú)庀拦苈罚悍蹅}設(shè)溫度檢測(cè)口兩個(gè)、設(shè)氧含量及一氧化碳檢測(cè)口一個(gè),設(shè)防爆口及檢修人孔兩個(gè)。
2 設(shè)計(jì)特點(diǎn)
2.1 可實(shí)現(xiàn)三座高爐噴吹
系統(tǒng)雖只設(shè)計(jì)有兩套噴吹系統(tǒng),但有5個(gè)噴吹罐,間接上可以噴吹3座高爐,1-2號(hào)罐對(duì)應(yīng)噴吹2#高爐,4-5號(hào)罐對(duì)應(yīng)噴吹3#高爐,其中3#罐為備用罐,日常作為向1#噴煤輸送煤粉的罐(考慮該系統(tǒng)產(chǎn)能限制),應(yīng)急時(shí)也可用來噴吹2#高爐或3#高爐,而1#噴煤可以噴吹1#高爐。
圖1 噴吹罐系統(tǒng)對(duì)應(yīng)圖
2.2 排放濃度低
布袋收粉器選用高濃度防爆袋式收塵粉器,處理風(fēng)量180000 Nm3/h,允許進(jìn)口濃度高達(dá)1000 Nm3/h,防靜電濾袋采用滌綸針刺呢加碳纖維絲(550g/m2),共計(jì)1408條,控制系統(tǒng)采用西門子PLC,脈沖閥采用上海袋配產(chǎn)品,出口排放濃度≤10 mg/Nm3,達(dá)到環(huán)保要求最高等級(jí)。
表2 布袋收粉器主要參數(shù)
參數(shù) |
濾袋規(guī)格 |
處理風(fēng)量 |
過濾風(fēng)速 |
過濾面積 |
阻力損失 |
箱體承受負(fù)壓 |
排放濃度 |
單位 |
mm*mm |
Nm3/h |
m/min |
m2 |
Pa |
Pa |
mg/Nm3 |
數(shù)值 |
160*6500 |
180000 |
0.746 |
4500 |
≤1600 |
16000 |
≤10 |
2.3 使用變頻系統(tǒng)
排粉風(fēng)機(jī)選用煤粉專用風(fēng)機(jī),具體參數(shù)為:風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)點(diǎn)流量:180000m3/h,風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)點(diǎn)全壓:14500Pa,風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)點(diǎn)效率:85%,采用變頻啟動(dòng),在生產(chǎn)中可以根據(jù)不同的需求配置不同的頻率,以節(jié)約電耗。
2.4 磨機(jī)選型先進(jìn)
ZGM型輥盤式中速磨采用液壓加載裝置,它對(duì)煤種適應(yīng)性廣(可磨制煙煤、無煙煤、褐煤、貧瘦煤等)碾磨效率高、電耗低、壽命長(zhǎng)、安全可靠、操作簡(jiǎn)單、檢修方便等優(yōu)點(diǎn)廣泛適用于電力、冶金、建材、化工等行業(yè)的煤粉制備系統(tǒng)。
表3 磨機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)
煤種 |
發(fā)熱量 |
全水分 |
哈氏可磨度 |
可燃質(zhì)揮發(fā)份 |
原煤粒度 |
煙煤、無煙煤、貧瘦煤等 |
13.4~31MJ/Kg |
≤40% |
HGI>35 |
<10~40% |
0~50mm |
2.5 系統(tǒng)安全性好、自動(dòng)化程度高
整個(gè)系統(tǒng)均實(shí)現(xiàn)自動(dòng)遠(yuǎn)程集中控制和現(xiàn)場(chǎng)無人值守,設(shè)計(jì)有自動(dòng)噴煤系統(tǒng),主要工藝參數(shù)如壓力、溫度、流量、濃度等均可查,程序有故障識(shí)別功能;另外安保系統(tǒng)采用自動(dòng)充氮裝置,在達(dá)到臨界值時(shí),還可出現(xiàn)閃爍報(bào)警,提醒操作人員注意。
3 運(yùn)用實(shí)踐
3.1 磨制低可磨性煤種,有效降低了噴吹成本
原設(shè)計(jì)使用50左右可磨性的煤種,但在實(shí)際生產(chǎn)中,為進(jìn)一步優(yōu)化成本,特鋼公司采購了可磨性更低的二類無煙煤(其可磨性僅30-40),實(shí)現(xiàn)了效益的更大化,2019年1月至3月共計(jì)節(jié)約采購成本316萬元(具體見表3所示)。
表4 磨機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)
時(shí)間 |
1月 |
2月 |
3月 |
煙煤(火車)(噸) |
1472.870 |
499.840 |
4688.830 |
煙煤(汽車)(噸) |
2285.120 |
13298.000 |
7127.010 |
噴吹無煙煤(二類)(噸) |
15588.427 |
22082.716 |
19800.000 |
噴吹無煙煤(一類)(噸) |
1005.563 |
6090.444 |
3940.610 |
一類與二類無煙煤差價(jià)(元) |
55 |
55 |
55 |
節(jié)約采購費(fèi)用(元/月) |
857363.485 |
1214549.380 |
1089000.000 |
3.2 排渣量少
3#噴煤與原有老噴煤相比,除了可以磨制低可磨性煤種外,磨機(jī)排渣量也非常少,每班排渣基本只有1小推車,與原有噴煤每班排渣一貨車形成鮮明對(duì)比,使得有效使用的原煤資源增加,避免浪費(fèi)。
圖2 磨機(jī)排渣情況(左圖為原磨煤機(jī),右圖為3#磨煤機(jī))
3.3 節(jié)約高爐煤氣消耗
3#噴煤系統(tǒng)使用的是2#高爐熱風(fēng)爐廢氣,而該高爐熱風(fēng)爐采用雙預(yù)熱系統(tǒng)(空氣、煤氣預(yù)熱至180℃),其燒爐產(chǎn)生的廢氣溫度在200℃以上,在原煤水分低的情況下,煙氣爐僅需焦?fàn)t煤氣保持爐內(nèi)不熄火與熱風(fēng)爐廢氣混合氣就滿足了制粉需求,大大節(jié)約了高爐煤氣消耗。另外在原煤水分高時(shí),高爐煤氣量消耗也僅3000 m3/h,遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)要求的6000~8000 m3/h。
3.4 降低了設(shè)備作業(yè)率
原有兩套老噴煤系統(tǒng),因制粉能力問題,作業(yè)率長(zhǎng)期保持在95%以上,以致設(shè)備維護(hù)周期短,設(shè)備損耗大。在3#噴煤投產(chǎn)后,有效的降低了噴煤系統(tǒng)作業(yè)率,保證了設(shè)備有一個(gè)良好的運(yùn)行維護(hù)周期。目前2#噴煤因噴吹罐使用年限到期,且不具備更換條件已停產(chǎn),1#噴煤作業(yè)率在80%左右,3#噴煤作業(yè)率在90%左右。
表5 作業(yè)率情況
作業(yè)率 |
1#系統(tǒng) |
2#系統(tǒng) |
3#系統(tǒng) |
3#噴煤投產(chǎn)前 |
97.24% |
96.4% |
/ |
3#噴煤投產(chǎn)后 |
66.71% |
53.85% |
65.51% |
3.5 磨機(jī)出力能力大
在實(shí)際生產(chǎn)中,3#系統(tǒng)根據(jù)不同可磨性煤種對(duì)磨機(jī)出力情況進(jìn)行了一次探索(見表6所示),在使用60以上可磨性煤種時(shí),磨機(jī)出力在60噸/小時(shí)以上,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,最高產(chǎn)量達(dá)到近80噸/小時(shí)。
表6 磨機(jī)實(shí)際出力情況
可磨性范圍 |
30-40 |
40-50 |
60以上 |
磨機(jī)產(chǎn)量(噸/小時(shí)) |
40 |
50 |
60-80 |
4 結(jié)語
方大特鋼3#噴煤工程設(shè)計(jì)充分考慮了生產(chǎn)單位多年累積的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),大膽采用新技術(shù),投產(chǎn)至今,系統(tǒng)穩(wěn)定順行,實(shí)現(xiàn)了保障高爐煤比和磨制低可磨性煤種的目標(biāo),同時(shí)又有效降低了各噴煤系統(tǒng)的作業(yè)率,為維護(hù)設(shè)備創(chuàng)造了良好的條件。后期仍需繼續(xù)研究如何發(fā)揮該系統(tǒng)效率,實(shí)現(xiàn)成本最佳。
參考文獻(xiàn)
[1] 白金德,王浪利,郭強(qiáng).略鋼高爐噴煤設(shè)計(jì)特點(diǎn)及生產(chǎn)實(shí)踐[J].煉鐵交流